配方設(shè)計(jì)是指選擇樹脂牌號(hào)，選擇助劑品種并確定其加入量的一個(gè)過程。配方設(shè)計(jì)的主要依據(jù)：塑料制品性能、使用環(huán)境及使用壽命的要求；塑料成型加工方法、塑料加工設(shè)備及加工性能的要求，并應(yīng)考慮高速高效低能耗的要求；降低成本、綜合利用資源、可持續(xù)發(fā)展的要求。
在設(shè)計(jì)紅泥、硼泥填充PVC塑料配方時(shí)必須關(guān)注的事宜簡(jiǎn)述如下。填料的粒度對(duì)填充復(fù)合材料的性能影響很大，粒度越小，對(duì)材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、光的散射、光的透光性及塑料流變性能都有正面影響，尤其是對(duì)拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，當(dāng)填料粒度較大時(shí)，兩者都下降；當(dāng)其粒度小到一定值時(shí)，兩者都上升，但隨著填充量增大到一個(gè)極限值后，即開始下降；極限值的大小與粒度有關(guān)，粒度越大，極限值越小。一般常規(guī)粒度(≥5m)填料的這種極限值都很小，填充量稍大時(shí)就會(huì)降低填充塑料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。紅泥和硼泥的粒徑都較小，而且分布較窄，當(dāng)填充量不大并經(jīng)過表面處理時(shí)，對(duì)填充塑料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度的影響較小。
填料的吸油性主要影響配方體系中液體助劑的加入量，填料的吸油性越大，液體助劑加入量就應(yīng)增加。為了減少液體助劑的加入量，就應(yīng)選用吸油性小的填料，或者對(duì)填料表面進(jìn)行涂覆處理，例如選用硬脂酸對(duì)紅泥、硼泥進(jìn)行涂覆處理。紅泥、硼泥的比表面積比較大，又具有多孔性，經(jīng)過表面涂覆處理后，可降低吸油性，減少增塑劑等液體助劑的加入量。
大量加入紅泥、硼泥后會(huì)降低PVC塑料的加工流動(dòng)性，增大塑料熔體與料筒、螺桿、機(jī)頭的摩擦。因此，除對(duì)紅泥和硼泥進(jìn)行表面涂覆處理外，還應(yīng)加入適量的潤滑劑和增塑劑。紅泥、硼泥的加入，勢(shì)必影響PVC塑料的塑化、加工性能，升高加工溫度，降低制品表面光澤。因此，在配方體系中可以加入適量的加工助荊和白油等外潤滑劑。
為了提高制品質(zhì)量，增大填充劑用量，保證生產(chǎn)安全，對(duì)PVC樹脂應(yīng)進(jìn)行過篩和吸磁處理（如在擠出機(jī)料斗的下料口中裝置可拆裝的磁力架），對(duì)紅泥、硼泥應(yīng)進(jìn)行表面涂覆處理。紅泥和硼泥可用硬脂酸進(jìn)行表面涂覆處理。表面處理劑的用量為填料量的3%～5%（多數(shù)表面處理劑具有較好的潤滑性，可以作為潤滑劑）o紅泥和硼泥的表面處理可以在高速攪拌混合機(jī)內(nèi)進(jìn)行，即在所用表面處理劑熔點(diǎn)上下io℃的溫度下混合3—5min即可用于與PVC樹脂等組分混合。
為了提高制品質(zhì)量，增大填充劑用量，保證生產(chǎn)安全，對(duì)PVC樹脂應(yīng)進(jìn)行過篩和吸磁處理（如在擠出機(jī)料斗的下料口中裝置可拆裝的磁力架），對(duì)紅泥、硼泥應(yīng)進(jìn)行表面涂覆處理。紅泥和硼泥可用硬脂酸進(jìn)行表面涂覆處理。表面處理劑的用量為填料量的3%～5%（多數(shù)表面處理劑具有較好的潤滑性，可以作為潤滑劑）o紅泥和硼泥的表面處理可以在高速攪拌混合機(jī)內(nèi)進(jìn)行，即在所用表面處理劑熔點(diǎn)上下io℃的溫度下混合3—5min即可用于與PVC樹脂等組分混合。
1．混合作用
為了制備部分凝膠塑化而不結(jié)塊，均勻性和于流動(dòng)性優(yōu)良的干混粉料，必須使混合物中各組分間相互滲透、溶脹，聚集體尺寸減小，即實(shí)現(xiàn)分散混合，而不能停留在各組分間只作空間無規(guī)分布的簡(jiǎn)單混合階段?；旌献饔靡话闶强繑U(kuò)散、對(duì)流和剪切三種作用來實(shí)現(xiàn)的。升高混合物溫度，增大組分間接觸面積，減小料層厚度等措施均有利于擴(kuò)散過程的進(jìn)行。機(jī)械攪拌可使多種物料在相互占有的空間發(fā)生對(duì)流，這是制備組成均一的干混粉料所不可缺少的作用。剪切作用不僅可以使物料從內(nèi)部產(chǎn)生熱量，促進(jìn)滲透、溶脹和凝膠塑化，更重要的功效是使物料顆粒發(fā)生變形、偏轉(zhuǎn)、拉長(zhǎng)和細(xì)化，增大物料表面面積，擴(kuò)大物料分布區(qū)域。如果剪切速率增大，剪切力作用方向不斷作900角的改變，則對(duì)混合作用更有利?？勺兯俚母咚贁嚢杌旌蠙C(jī)，對(duì)PVC樹脂混合物能產(chǎn)
生較強(qiáng)的對(duì)流作用和剪切作用，是實(shí)現(xiàn)分散混合，制備優(yōu)質(zhì)干混粉料的首選設(shè)備。
為了高效率地配制出均一性優(yōu)良的干混粉料（混合物各部分的組成一致，各組分在混合物中分散均勻），應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：
①在混合過程中要盡量增大各組分的接觸面積，減小物料的平均厚度；
②盡量使各組分間的接觸交界面均勻分布在被混合的混合物中；
③在混合物的任何部分，各組分的濃度與它在整體混合物中的濃度相等。
為此，除合理選擇PVC樹脂粉粒和混合設(shè)備外，還應(yīng)將固體組分粉碎成盡可能細(xì)小而均勻的顆粒，并使各組分的顆粒尺寸盡可能相等或接近。因?yàn)轭w粒的體積愈?。ɑ蛟诨旌线^程中不斷減?。?，可使不同組分間的距離減小而接觸面積增大。就幾率概念而論，同樣質(zhì)量或體積的試樣，顆粒愈小時(shí)，相當(dāng)數(shù)量的同種顆粒集中于一局部位置的可能性愈小，即微觀分布愈均勻a研磨漿料或制備母料是保證干混粉料濃度準(zhǔn)確和組分均勻分散的有效措施。選用密度相近的各混合組分，可使組分間的接觸分界面更均勻地分布在混合體系中。在每批投料量較大時(shí)，投人2/3的PVC樹脂粉料后即可投入液體助劑和密度較小的粉狀助劑，再分別投入其余PVC樹脂粉粒和助劑。
和沖擊改性劑種類、數(shù)量及其加入順序有關(guān)。選擇潤滑劑和加工助劑的基本原則是，有效控制干混粉料所需要的凝膠塑化程度和凝膠塑化速率。內(nèi)潤滑劑和丙烯酸酯類加工助劑可以加速PVC塑料凝膠塑化過程，改善混合物的均一性；外潤滑劑是一種界面潤滑，可以降低聚合物與設(shè)備表面摩擦力。因此，在配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使內(nèi)外潤滑劑匹配達(dá)到最佳平衡。一般不宜用沸點(diǎn)低的白油作外潤滑劑；外潤滑劑不應(yīng)在高速攪拌混合過程的早期加入。如果過早加入外潤滑劑（特別是白油），則由于PVC樹脂顆粒表面覆蓋了一層外潤滑劑而阻礙粒子重新組合，降低致密程度、均化程度和凝膠塑化速率。然而，有助于PVC混合粉料凝膠塑化和均一化的內(nèi)潤滑劑，特別是兼有熱穩(wěn)定作用的金屬皂類宜在早期加入。作為沖擊改性劑的ACR和MBS，顆粒結(jié)構(gòu)疏松，比PVC樹脂粉料更易吸附穩(wěn)定劑和增塑劑等液體助劑，從而使需要穩(wěn)定荊和增塑劑的PVC樹脂粉料吸附得少而不均勻，容易出現(xiàn)過熱分解和降低凝膠塑化程度。MBS對(duì)增大混合物表觀密度也不利，只在混合溫度高于140℃時(shí)才使混合物表觀密度有較大的增加，加上過早加人ACR容易使凝膠塑化過度，因而降低擠出機(jī)產(chǎn)量，增加熱分解機(jī)會(huì)。因此，MBS和ACR等相對(duì)分子質(zhì)量較高的改性劑一般都不在混合的早期加入，僅在需要用熔融溫度較高的ACR改善PVC混合物凝膠塑化速率和均勻性時(shí)，才將ACR與PVC樹脂一并加入。當(dāng)用CPE作為沖擊改性劑時(shí)，也應(yīng)將其與PVC樹脂一并加入，因?yàn)镃PE需要吸附一些熱穩(wěn)定劑。如果有漿狀添加物（如色漿），則應(yīng)在PVC樹脂粉料充分
吸附穩(wěn)定劑和增塑劑等液體助劑以后才加入。否則漿料中的增塑劑很快被PVC樹脂粉料吸附，漿料中的其他助劑會(huì)凝聚結(jié)團(tuán)，使其分散不均勻。經(jīng)表面覆蓋處理的紅泥和硼泥，可以在混合早期加入。
